第六章 第1课时 功和功率的计算-【直击双1流】2024高考物理一轮复习讲义

第六章 机械能守恒定律 课时 真题 题设情景 能力要求 素养要求 考情预测 功 和 功 率 的 计 算 2022 浙江卷,13 提 升 装 置 的 最 短 时间 推理能力 科学推理 2022 广东卷,9 小车所受力做功 推理能力 科学推理 2021 北京卷,8 汽车以恒定速率通 过弯折路面 推理能力 科学推理 2018 课标 Ⅲ,19 矿车运送矿石上升 推理能力、应用数学处理 物理问题的能力 科学推理 一般与运动学、 力学综 合考查, 不局限于机车 启动的两种方式, 但主 要侧重于计算 动 能 和 动 能 定 理 的 理 解 及 应 用 2022 全国卷乙,16 小环沿大圆环下滑 推理能力 科学推理 2022 全国卷甲,14 运动员过圆弧雪道 推理能力 科学推理 2022 湖南卷,14 拍 篮 球 落 到 地 面 反弹 推理能力 科学推理、模型构建 2021 全国卷甲,20 物 体 沿 斜 面 上 升 下滑 推理能力、分析综合能力 科学推理 2020 课标 Ⅱ,16 摩托车过坑 分析综合能力 模型建构 2020 课标 Ⅱ,25 管和球一起下落与 地面碰撞 推理能力、分析综合能力 科学推理 2019 课标 Ⅲ,17 竖直上抛物体 推理能力、应用数学处理 物理问题的能力 科学推理 动能定理的使用比较广 泛, 几乎涉及能量的问 题都可以用动能定理解 决, 这一直是高考考查 的重点和难点, 常与运 动学、 力学及电磁感应 相结合进行考查 机 械 能 守 恒 定 律 及 其 应 用 2022 山东卷,2 火箭点火发射 理解能力 科学推理、科学论证 2021 全国卷甲,24 小车通过斜面上的 减速带 推理能力、分析综合能力 科学推理、模型建构 2021 广东卷,9 战士投掷手榴弹 理解能力、推理能力 科学思维 2019 课标 Ⅱ,18 竖直上抛一物体 推理能力、应用数学处理 物理问题的能力 科学思维 2018 课标 Ⅰ,19 小球受恒力沿水平、 圆弧轨道运动 理解能力、推理能力 运动观念、 能量观 念、科学思维 近几年对机械能的考查 主要侧重于机械能的计 算及机械能守恒定律的 运用,特别是后者往往与 动量守恒定律综合考查 研究多物体组成的系统 的功能关系是考查的热 点, 常以计算题的形式 出现,涉及多过程,综合 性比较强 验证机 械能守 恒定律 2022 广东卷,11 测小球与橡皮材料 碰撞导致的机械能 损失 实验能力 科学推理、处理信息 2021 河北卷,12 钩码拉滑块下落 实验能力 科学推理、处理信息 本实验多与打点计时器 相结合, 考查侧重于实 验器材的选用、 数据计 算和误差分析 6 第六章 机械能守恒定律 第 1 课时 功和功率的计算 一、功和功的计算 1.功 (1) 定义:力对物体所做的功,等于力的大小、 位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。 (2) 物理意义:功是能量转化的量度。 2.判断正、负功的方法 (1) 从力和位移(或速度) 的夹角大小判 断。 当 0° ≤ α < 90° 时,力对物体做正功;当 90° < α ≤ 180° 时,力对物体做负功;当 α = 90° 时,力对物体不做功。 (2) 从功能关系判断。 物体的能量增加,外 力对物体做正功;物体的能量减少,外力对物体 做负功。 3.功的计算方法 (1) 恒力做功的计算公式:W = Flcos α。 (2) 恒定功率做功的计算公式:W = Pt。 (3) 总功的计算: ① 先求物体所受的合力,再求合力做的功。 ② 先求每个力做的功,再求各功的代数和。 4.摩擦力做功的特点 类型 静摩擦力 滑动摩擦力 不同点 机械能的 转化 从一个物体转移 到另一个物体, 而没有转化为其 他形式的能 一部分从一个物体转移到 另一个物体; 另一部分转 化为内能, 此部分能量就 是系统损失的机械能 一对摩擦 力的总功 功的代数和总等 于零 功的代数和总是负值 相同点 两种摩擦力对物体均可以做正功,也可以做 负功,还可以不做功 5.一对作用力与反作用力的功 做功情形 图例 备注 都做正功 都做负功 一正一负 一为零 一为正 一为负 (1) 一对相互作用力做的 总功与参考系无关; (2) 一对相互作用力做的 总功 W = Flcos α,其中,l 是相对位移,α是力F与位 移 l 间的夹角; (3) 一对相互作用力做的 总功可正、可负,也可为零 6.一对平衡力的功 一对平衡力作用在同一个物体上,若物体静 止,则这两个力都不做功;若物体运动,则这一对力 所做的功一定是数值相等、一正一负或均为零。 二、功率及功率的计算 1.功率 (1) 概念:功与完成这些功所用时间的比值。 (2) 物理意义:描述力对物体做功的快慢。 (3) 公式:P = W t ,P = Fv。 2.